[发明专利]一种TiO2基光催化自洁净玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种属于纳米光催化材料领域的TiO₂基自洁净玻璃的制备方法。该方法的具体步骤为：(1)将钛的无机盐或有机盐、一种或两种除钛以外的过渡金属无机盐加入去离子水中形成混合料液并将其倒入高温高压反应釜，然后将玻璃基片放入反应釜内所述混合料液中，封闭反应釜；(2)将温度和压力升高到H₂O超临界点以上保持10‑16小时，使反应物充分溶解；缓慢卸压、降温直到常温常压，使钛和过渡金属的氧化物沉积在玻璃基片上；(3)取出玻璃基片，在箱式炉中进行退火处理，获得TiO₂基光催化自洁净玻璃。本发明提出的TiO₂基光催化自洁净玻璃的制备方法，工艺简单，易于控制，重复率好，且所需设备较少，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种TiO₂基光催化自洁净玻璃及其制备方法，属于半导体光催化及建筑功能材料领域。

背景技术

目前，玻璃材料广泛地应用于建筑行业及汽车行业。通常的房屋建筑、汽车等使用的玻璃长期暴露在空气中，就会有灰尘污染，而且，当小水滴滴在玻璃上时不会滚落，而是粘在玻璃上，使玻璃的透射性能降低。因此，这种玻璃需要经常擦拭，才能保持清洁。

为了解决这个问题，研究人员探索在玻璃表面涂覆或镀上一层 TiO₂薄膜，在不影响玻璃原始功能的情况下，利用TiO₂的光催化活性对玻璃表面进行自清洁，这就是所谓的自洁净玻璃。自洁净玻璃几乎可以将玻璃表面所有的有机污染物完全氧化并降解为相应的无害化合物，因而在环境领域具有非常广泛和重要的应用。

鉴于其巨大的市场应用价值，国内外很多高校和科研机构针对自洁净玻璃的生产工艺积极开展研究。目前在玻璃上镀制TiO₂薄膜的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、磁控溅射法等。发明专利CN 104445995A公开了一种水热法制备具有可见光响应的自清洁Bi₂Ti₂O₇/TiO₂纳米线阵列复合体薄膜的技术，在玻璃基底上负载了 TiO₂和Bi₂Ti₂O₇两层光催化活性层。发明专利CN 1101353C和CN 1141171C各自公开了磁控溅射法制备TiO2自洁净玻璃的工艺技术。发明专利CN 1400185A公开了一种溶胶浸渍法制备TiO₂薄膜自洁净玻璃的技术。以上这些方法都可以获得性能良好的TiO₂自洁净玻璃，但镀膜时需要控制的工艺参数较多，且这些参数对最终产物的性能影响比较大。最近，发明专利CN 103055840B公开了一种超临界CO₂法制备稀土掺杂纳米TiO₂光催化剂的方法和装置。该工艺是采用超临界CO₂对玻璃进行喷涂获得负载有TiO₂光催化活性层的自洁净玻璃，但其工艺比较复杂，整个装置部件较多，不利于规模化生产。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种TiO₂基光催化自洁净玻璃的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种TiO₂基光催化自洁净玻璃的制备方法，利用超临界H₂O将钛的有机盐或无机盐与至少一种过渡金属无机盐充分溶解，通过降温、卸压使钛和过渡金属氧化物析出并沉积在玻璃基片上，通过退火处理获得所述TiO₂基光催化自洁净玻璃。

具体而言，包括以下步骤：

(1)将钛的无机盐或有机盐、一种或两种除钛以外的过渡金属无机盐加入去离子水中中形成混合料液并将其倒入高温高压反应釜，然后将玻璃基片放入反应釜内所述混合料液中，封闭反应釜；